Tajemnica „magicznych wysp” na Tytanie, księżycu Saturna, może zostać rozwiązana

Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Znikające „magiczne wyspy” na Tytanie, największym księżycu Saturna, intrygują naukowców od czasu, gdy misja NASA Cassini zauważyła je podczas przelotu dziesięć lat temu. Teraz badacze uważają, że odkryli tajemnice tego zjawiska.

Początkowo sądzono, że te funkcje mają charakter efemeryczny Wykonane z bąbelków gazu musującegoAle astronomowie uważają teraz, że mogą to być lodowce przypominające plaster miodu, wykonane z materiału organicznego, opadające na powierzchnię Księżyca.

Naukowcy uważają Tytana za jeden z najbardziej fascynujących księżyców w naszym Układzie Słonecznym, ponieważ ma pewne podobieństwa z Ziemią. Jednak pod wieloma względami stanowi także dziwny i zagadkowy spektakl.

Tytan, większy od naszego księżyca i planety Merkury, jest jedynym księżycem w naszym Układzie Słonecznym o gęstej atmosferze. Atmosfera składa się głównie z azotu z niewielką ilością metanu, co nadaje Tytanowi tajemniczy pomarańczowy wygląd. Według badań ciśnienie atmosferyczne na Tytanie jest o około 60% wyższe niż ciśnienie atmosferyczne na Ziemi, zatem wywiera takie samo ciśnienie, jakie odczuwają ludzie pływający 15 metrów pod powierzchnią oceanu. NASA.

Tytan jest także jedynym innym światem w naszym Układzie Słonecznym, który ma na powierzchni ciała płynne podobne do Ziemi, ale jego rzeki, jeziora i morza składają się z ciekłego etanu i metanu, które tworzą chmury i powodują deszcz ciekłego gazu z nieba . .

the Orbiter misji Cassini, na którym znajdowała się sonda Huygens który wylądował na Tytanie w 2005 r., przeprowadził ponad 100 przelotów obok Tytana w latach 2004–2017, ujawniając wiele z tego, co naukowcy wiedzą dziś o Księżycu.

Do najbardziej zagadkowych aspektów Tytana należą jego magiczne wyspy, które naukowcy zaobserwowali jako poruszające się jasne plamy na powierzchni morza Tytana, które mogą utrzymywać się przez kilka godzin, kilka tygodni lub dłużej. Obrazy radarowe wykonane przez sondę Cassini uchwyciły niewyjaśnione jasne obszary w Ligia Mare, drugim co do wielkości ciele płynnym na powierzchni Tytana. Morze jest o 50% większe od jeziora Superior i składa się z ciekłego metanu, etanu i azotu.

Astronomowie wierzą w te obszary Mogą to być zbite bąbelki gazowego azotu, rzeczywiste wyspy zbudowane z pływających ciał stałych lub elementy przypisywane falom (chociaż wysokość fal wynosi zaledwie kilka milimetrów).

Planetolog Xinting Yu, adiunkt na Uniwersytecie Teksasu w San Antonio, skupił się na analizie powiązań między atmosferą Tytana a ciałami płynnymi i stałymi opadającymi jak śnieg, aby sprawdzić, czy są powiązane z magicznymi wyspami.

„Chciałem zbadać, czy magiczne wyspy mogą w rzeczywistości składać się z materiałów organicznych unoszących się na powierzchni, jak pumeks, który może unosić się na wodzie tutaj, na Ziemi, zanim zatonie w oceanie” – powiedział Yu, główny autor badania opublikowanego 4 stycznia w czasopiśmie „The Times” dziennik. koniec”. Listy z badań geofizycznych.

Naukowcy starają się zebrać jak najwięcej informacji o Tytanie przed wysłaniem dedykowanej misji na Księżyc. Oczekuje się, że misja Dragonfly, kierowana przez Johns Hopkins Applied Physics Laboratory we współpracy z NASA, wystartuje w 2028 r. i dotrze na Tytana w latach 30. XXI wieku.

W górnych warstwach atmosfery Tytana występuje wiele różnych cząsteczek organicznych, w tym nitryle, węglowodory i benzen. Temperatura powierzchni jest tak niska i wynosi -179°C, że rzeki i jeziora zostały wyrzeźbione przez ciekły metan – w taki sam sposób, w jaki skały wulkaniczne i lawa pomogły w utworzeniu punktów orientacyjnych i kanałów na Ziemi.

Cząsteczki organiczne w atmosferze Tytana łączą się w grudki, zanim zamarzną i spadną na powierzchnię Księżyca. Na Tytanie zaobserwowano ciemne równiny i wydmy z materii organicznej, a naukowcy uważają, że te cechy zostały utworzone głównie przez „śnieg” Tytana.

Ale co się stanie, gdy spadnie śnieg węglowodorowy? Na niesamowicie gładkich powierzchniach jezior Tytana i rzek płynnego gazu? Yu i jej współpracownicy badali różne scenariusze, które mogą wystąpić.

Zespół Yu ustalił, że stałe materiały organiczne spadające z górnych warstw atmosfery nie stopią się, gdy wylądują na płynnych ciałach Tytana, ponieważ są już nasycone cząsteczkami organicznymi.

„Abyśmy mogli zobaczyć magiczne wyspy, nie mogą one unosić się przez sekundę, a potem zatonąć” – powiedział Yu. „Muszą unosić się na wodzie przez jakiś czas, ale też nie na zawsze”.

Jednak ciekły etan i metan mają niskie napięcie powierzchniowe, co oznacza, że ​​ciała stałe mają trudności z unoszeniem się na nich.

Zespół Yu przeprowadził symulację różnych modeli i odkrył, że zamrożone ciało stałe będzie unosić się na wodzie tylko wtedy, gdy będzie porowate, np. plaster miodu lub ser szwajcarski. Małe cząstki prawdopodobnie również nie będą unosić się samodzielnie, chyba że będą wystarczająco duże.

Analiza zespołu doprowadziła do scenariusza, w którym zamarznięte węglowodory stałe zbijają się w pobliżu brzegu, następnie odrywają się i wypływają na powierzchnię niczym lodowce na lądzie. Ciekły metan powoli przenika do zamarzniętych mas, ostatecznie powodując ich zniknięcie z pola widzenia.

Ponadto zdaniem naukowców obecność potencjalnie cienkiej warstwy zamarzniętych ciał stałych w morzach i jeziorach Tytana może wyjaśniać, dlaczego ciała płynne Księżyca są tak gładkie.

Oczekuje się, że w następnej dekadzie sonda Dragonfly będzie w dużej mierze badała równiny materii organicznej w obszarze równikowym Tytana, a nie jego ciała płynne.

Lądownik pobierze próbki materiałów znalezionych na powierzchni Tytana, zbada możliwość zamieszkania w jego unikalnym środowisku i określi procesy chemiczne zachodzące na Księżycu.

Na Tytanie znajdują się również organiczne substancje chemiczne niezbędne do życia na Ziemi, takie jak azot, tlen i inne cząsteczki na bazie węgla. Pod grubą skorupą lodową Tytana znajduje się wewnętrzny ocean słonej wody, podobny do innych interesujących księżyców oceanicznych krążących wokół Saturna, takich jak Enceladus czy Europa, księżyc Jowisza, które są jednymi z najlepszych miejsc do poszukiwania życia poza Ziemią.

Tytan może wydawać się niegościnny, ale panujące tam warunki mogą sprzyjać życiu opartemu na różnych substancjach chemicznych i formach w sposób wykraczający poza nasze obecne zrozumienie, według NASA.